DE2024485A1 - Heat exchangers provided with firing and used to generate hot water or steam - Google Patents
Heat exchangers provided with firing and used to generate hot water or steamInfo
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Description
P.4441P.4441
Gebrüder ο u 1 ζ e r Aktiengesellschaft, Winterthur/SchweizGebrüder ο u 1 ζ e r Aktiengesellschaft, Winterthur / Switzerland
Kit Feuerung versehener, der Heisswasser- oder Dampferzeugung dienender WärmeübertragerKit provided with firing, generating hot water or steam serving heat exchanger
Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Feuerung versehenen, der' Heissvässer- oder Dampferzeugung- dienenden Wärmeübertrager» Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, einen Wärmeübertrager zu schaffen, der insbesondere für Beheizung durch ein wärmeabgebendes Medium sehr hoher Temperatur, z.3. 2000° C, geeignet ist und der bei sehr kompakter Bauweise einfach in seiner Herstellung ist»The invention relates to a furnace provided with ' Hot water or steam generating heat exchanger »The The invention is based on the task of adding a heat exchanger create, in particular for heating by a heat-emitting Very high temperature medium, e.g. 3. 2000 ° C, is suitable and the is easy to manufacture with a very compact design »
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Wärmeübertrager in zwei ein wärmeaufnehmendes Medium führende Bohrsysteme unterteilt ist, von denen das eine mehrere koaxiale, aus ^e mindestens einem schraubenlinienförmig gewundenen Rohr bestehende Rohrzjlinder und das andere.ein zur Abstandhaltung der Rohrzylinder dienendes Skelett bildet, das aus sich zwischen den Rohrzylindern erstreckenden Rohren besteht, und dass die Rohre des Skeletts an ein Verteilsystem angeschlossen sind, das am einen Ende der Rohrzylinder angeordnet ist. Der neue Wärmeübertrager hat den Vorteil, dass durch das das Skelett bildende Rohrsystem ungekühlte Mittel zur gegenseitigen Halterung der Rohrzylinder vermie-This object is achieved according to the invention in that the heat exchanger is divided into two drilling systems carrying a heat-absorbing medium, one of which is a plurality of coaxial tubes consisting of at least one helically wound tube and the other is a skeleton serving to keep the tube cylinders apart forms, which consists of pipes extending between the pipe cylinders, and that the pipes of the skeleton are connected to a distribution system which is arranged at one end of the pipe cylinder. The new heat exchanger has the advantage that the pipe system forming the skeleton avoids uncooled means for mutually holding the pipe cylinders.
- BADOaiGiNAL- BADOaiGiNAL
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den werden. Dies führt einerseits zu einer Vergrösserung der in einem gegebenen Volumen unterzubringenden wirksamen Wärmeübertragungsfläche und anderseits wird es möglich, ein wärmeabgobendes Medium sehr hoher Temperatur, z.B. von 2000° C, zur Beheizung des Wärmeübertragers zu verwenden. Es ergibt sich damit gesamthaft eine ausserordentlich kompakte Bauart des Wärmeübertragers. der auch einen störungsfreien Betrieb erlaubt, da durch das Skelett ein Entstehen von'»Schwingungen der Rohrwindun^wder Rohrzylinder vermieden wird,-Die Herstellung des Wärmeübertragers ist dadurch einfach und kostensparend, dass das Anfertigen der Rohrzylinder in in einem kontinuierlichen Biegeverfahren erfolgt*the will. On the one hand, this leads to an increase in the in effective heat transfer area to be accommodated in a given volume and on the other hand it becomes possible to use a heat-emitting medium of very high temperature, e.g. of 2000 ° C, for heating of the heat exchanger. It thus results as a whole an extremely compact design of the heat exchanger. which also allows trouble-free operation, thanks to the skeleton the creation of vibrations in the pipe windings in the pipe cylinders is avoided, -The manufacture of the heat exchanger is thereby simple and cost-saving that the production of the tubular cylinder in takes place in a continuous bending process *
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Wärmeübertragers ist zum Erzeugen des wärmeabgebenden Mediums mindestens ein Muffelbrenner vorgesehen, dessen Muffelachse parallel zur Achse der Rohrzylinder ist. Durch die Anwendung eines Muffelbrenners, der sich dadurch auszeichnet, dass die Verbrennung in der Muffel beendet wird, sodass keine Flammen aus der Muffel austrete^} wird der Vorteil erzielt r dass die Rohre des Wärmeübertragers temperaturmässig gleichmässig belastet werden.According to an advantageous development of the heat exchanger, at least one muffle burner is provided for generating the heat-emitting medium, the muffle axis of which is parallel to the axis of the tubular cylinder. By using a burner muffle, which is characterized in that the combustion is completed in the mold, so that no austrete flames from the muffle ^} is achieved the advantage that the tubes of the heat exchanger r be temperature undue stress evenly.
liach einer anderen Aus führung s form der Erfindung sind die Rohrzylinder -von einem kreiszylindrischen Mantel aus dicht miteinander verbundenen Rohren umgeben. Hierdurch wird einerseits der Vorteil erreicht, dass der vom wärmeabgebenden Medium durchströmte Raum gleichmässig und dicht von Wärmeübertragungsrohren gefüllt ist unuAccording to another embodiment of the invention, the tubular cylinders are -from a circular cylindrical jacket from close together connected pipes surrounded. On the one hand, this has the advantage that the space through which the heat-emitting medium flows is evenly and densely filled by heat transfer tubes unu
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anderseits üass diese Bauart günstig ist bei Auftreten von Innendruck, sei es durch .anwendung von Aufladung oder durch Auftreten von Verpuffungen. Besondere Abstützungen, z.B. in Form von Gürtelträ^ern, für den Mantel des Wärmeübertragers sind nicht erforderlich. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:on the other hand, this type of construction is favorable when internal pressure occurs, be it through the application of charge or through occurrence of deflagrations. Special supports, e.g. in the form of belt straps, for the jacket of the heat exchanger are not required. An embodiment of the invention will be described in the following description explained with reference to the drawing. It shows in a schematic representation:
Fig. 1 einen Axial schnitt durch einen Wärmeübertrager gemäss der • Erfindung undFig. 1 is an axial section through a heat exchanger according to the • Invention and
Fig. 2 unter Weglassung des Muffelbrenners eine Daraufsieht auf den Wärmeübertrager nach Fig. 1. ' >Fig. 2, with the omission of the muffle burner, looks up the heat exchanger according to Fig. 1. '>
üernäss Fig. 1 weist der Wärmeübertrager ein Rohrsystem auf, das aus sechs koaxialen Rohrzylindern 4,5,6,7,3,9 besteht. Ferner ist ein weiteres Rohrsystem vorgesehen, das ein zur Abstandhaltung der1, the heat exchanger has a pipe system which consists of six coaxial tubular cylinders 4,5,6,7,3,9. Furthermore, another pipe system is provided, which is used to keep the distance
^rjLippen von Rohrzylinder 4-9 dienendes Skelett bildet, das aus vierte in einer radialen Ebene befindlichen Rohren 11,12,13,14,15 bzw. 16,17,1°,19, 20 bzw. 21,22,23,24,25 bzw. 26,27-28,29,30 besteht. Von diesen vier nonrgruppen sind in Fig. 1 nur die Rohre 11-15 und 16-20 sowie die Rohre 21 und 22 zu erkennen. Die Rohre der vier Gruppen erstrecken sich zwischen den sechs Rohrzylindern 4-9 in axialer Richtung und gehen unten von vier Verteilern 31,32,33 und 34 für das wärmeauf-' nehmende Medium, z.B. Wasser-, aus und münden oben in vier oammler 36,37,38 und 2). Von den in Fig. 1 nicht sichtbaren .ikelettrohren^ rjLips of tubular cylinder 4-9 serving skeleton forms, which is made up of fourth tubes 11, 12, 13, 14, 15 and 16, 17, 1 °, 19, 20 and 21, 22, 23, 24, respectively, located in a radial plane , 25 and 26.27-28.29,30 respectively. Of these four nonr groups, only the tubes 11-15 and 16-20 and the tubes 21 and 22 can be seen in FIG. The tubes of the four groups extend between the six tube cylinders 4-9 in the axial direction and go at the bottom from four distributors 31, 32, 33 and 34 for the heat-absorbing medium, e.g. water, and open into four collectors 36 at the top , 37,38 and 2). Of the .ikelett tubes not visible in FIG. 1
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23-25 und 25-30 sind in Fig. 2 die Anschlüsse an den Sammlern , 38 und 39 erkennbar. Der innerste Bohrzylinder 4 ist aus drei dicht an dicht liegenden, schraubenlinienförmig" gewundenen Rohren 1,2,3 gebildet, wogegen der Rohrzylinder 5 aus zwei schraubenlinienförmig gewundenen Rohren 50 und 51 besteht, zwischen deren Windungen ein gewisser Abstand vorgesehen ist. Die Rohrzylinder 6 und 7 bestehen wiederum aus drei schraubenlinienförmiggewundenen Rohren 60,61,62 bzw. 70,71,72, wogegen die Rohrzylinder 8 und 9 aus vier bzw. fünf Rohren 30,81,82,33 bzw. 90,91,92,93,94 gebildet sind. In Fig. 1 ist jeweils in Jedem Rohrzylinder der querschnitt ein und desselben Rohres mit einem Kreuz gekennzeichnet.23-25 and 25-30, the connections to the collectors 38 and 39 can be seen in FIG. The innermost drilling cylinder 4 is made up of three formed close to one another, helically "wound" tubes 1, 2, 3, whereas the tubular cylinder 5 consists of two helical lines there is winding tubes 50 and 51, between the turns of which a certain distance is provided. The tubular cylinder 6 and 7 again consist of three helically wound Tubes 60, 61, 62 and 70, 71, 72, whereas the tubular cylinders 8 and 9 consist of four or five tubes 30, 81, 82, 33 or 90,91,92,93,94 are formed. In Fig. 1, the cross-section of one and the same tube with one is in each tubular cylinder Marked cross.
Ausser den das Skelett bildenden Rohren 11-30 sind auch die Rohre der Rohrzylinder 4-9 an die Verteiler 31-34 und die Sammler 36-39 angeschlossen, sodass alle erwähnten Rohre im Wasserstrom parallel geschaltet sind. In Fig. 2 sind die einzelnen Rohrzylinder als strichpunktierte Kreislinien dargestellt und jeweils das aus der Zeichenebene austretende Ende der die Rohrzylinder bildenden Rohre ist gegenständlich dargestellt. Ausserdsm sind die vier Sammler 36-39 mit den Rohranschlüssen gezeigt, wobei sich aus der Nummerierung der Rohrenden und der Rohranschlüsse die Zuordnung der Rohre und Sammler ergibt. Entsprechend sind die Rohre an den Verteilern 31-34 angeschlossen.In addition to the tubes 11-30 forming the skeleton, the tubes of the tube cylinders 4-9 are connected to the distributors 31-34 and the collectors 36-39 connected so that all the pipes mentioned are parallel in the water flow are switched. In Fig. 2, the individual tubular cylinders are shown as dash-dotted circular lines and each from the The end of the tubes forming the tube cylinders, which emerges from the drawing plane, is represented objectively. Apart from that, the four collectors are 36-39 with the pipe connections, whereby the numbering of the pipe ends and the pipe connections shows the assignment of the pipes and collectors results. The pipes are correspondingly connected to the manifolds 31-34.
BAD OBiQiHAlBATHROOM OBiQiHAl 109852/0701 ,μ-109852/0701, μ-
Im der -Ebene der jeweils eine Gruppe von das.Skelett bildenden Mohren befindet sich noch ein' zusätzliches Rohr 15l,20i*'?25'τ und 30*j das ausserhalb d&s äussersten Rohrzylinders 9 verläuft.In the level of each group of moors that form the skeleton there is an 'additional pipe 15 l , 20 i *' ? 25 τ 'and 30 * the outside j d & s outermost tube cylinder 9 passes.
Der so gebildete «iärüieühertra-er ist von einem fcrelszyllndri sehen.. Mantel 40 umgeben, der aus schraubenlinienförmig gewundenen, und gasdient miteinander verschwelssten Rohren 41,42 besteht, die am Sammler 39 bzw." 33 angeschlossen sind« Das obere Ende d-?s Mantels 40 wird durch eine konische Blechkappe 46 begrenztf in' deren Zen-■fcram koaxial zu den. Rohrzylindern 4-9 ein Wirbeliituffelbrenner 43 angeordnet ist* Das untere. Ende des Mantels wird durch einen Blechtrichter 47 abgeschlossen, der an seinem unteren Ende In einen zu einem Kamin führenden Rauchgaskanal1! über geht. Die Blechfeappe 46 und der Bl.echtrichter 47 sind gasdicht mit dem Mantel. 40 versehweisst und werden von ά&η Röhren des ^ärmeiibertragers. bzw* von den Wasserverteilern 31-34 gasdicht durchdrungen. Die brennerseItigen Enden der die Rohrzylinaer bildenden RohrB breiten sich dabei strahlen— · förmig aus und umgeben die Brennerrauffel, wie dies für die Rohre Ij2t3 ä&s innersten Rohrzylinders 4 und die Skelettrohre 11 und lein FIg. 1 dargestellt ist. In dem Muffelbrenner 45 wird gasförmiger oder flüssiger Brennstoff mit minimalem Luftuberschuss derart verfcx-annt, dass die Verbrennung innerhalb der Muffel beendet ist und nur helsses· Rauchgast also keine Flamme , aus der Muffel austritt.. Zwischen dem Austritt der Brennermuffel und den Rohrzylindern M.-9 'ist ein Raum vorgesehen, in dem sich das die Muffel verlassene!© Rauchgas glelchmässig auf die beheizten Rohre des Wärmeübertragers ver« ·The so-formed "iärüieühertra-er is surrounded by a fcrelszyllndri .. jacket 40, which consists of helically wound tubes 41, 42 which are connected to one another for gas and which are connected to the collector 39 or" 33 "The upper end d-? s jacket 40 is limited by a conical sheet metal cap 46 f in 'the centering ■ FCRAM coaxially to the. tube cylinders 4-9 a Wirbeliituffelbrenner is positioned 43 * the lower. at the end of the shell is completed by a sheet metal hopper 47, the bottom at its end goes into a leading to a chimney flue 1! on. the Blechfeappe 46 and Bl.echtrichter 47 are gas-tight to the casing. versehweisst 40 and of ά & η tubes of ^ ärmeiibertragers. or * of the water distributors 31-34 gastight penetrated. the burner-side ends of the Rohrzylinaer forming RohrB broad thereby radiation- · made of shaped and surround the Brennerrauffel as t for the tubes J2 3 & ä s innermost pipe cylinder 4 and the Skel ettrohre 11 and lein FIg. 1 is shown. In the muffle burner 45 of gaseous or liquid fuel is annt verfcx-so with a minimum air excess, that the combustion is completed within the muffle and thus only helsses · flue gas t no flame, emanating from the muffle .. Between the outlet of the burner muffle and the tube cylinders M .-9 'a room is provided in which the flue gas left by the muffle is evenly distributed to the heated pipes of the heat exchanger.
, ÖAD ORIGINAL, ÖAD ORIGINAL
teilen kann. Die axiale Läng© des Ramisfigasverteilra«m:©s ist klei ner als 1,5 mal Innendurchmesser d der Brenße;rinif f el *can share. The axial length © of the Ramisfigasverteilra «m: © s is small Less than 1.5 times the inner diameter d of the size; rinif f el *
!Sa. zu verhindern,, dass das Rauchgas zum gissten; feil durefo ümi -.innersten Rohr zylinder· 4.str%ttf ist an dessen umtereiri Ende ein ■ Drosselkörper in Farm- einer· zylindrischen: iÄeehkaj^e 44 vörg "die etwas kleineren Bxirchmesser als dler Inöe;n<dtarehiiie;s:sa:f des Zylinders 4 aufweist und die in .der/ zylindrischen viand1-öffKungen 43 fiir das! Sat to prevent, that the flue gas to the gissten; feil durefo ümi - innermost tube cylinder · 4.str% tt f is at its umtereiri end a ■ throttle body in farm- a · cylindrical: iÄeehkaj ^ e 44 vörg "the somewhat smaller Bxirchmesser than dler Inöe; n <dtarehiiie; s: sa: f of the cylinder 4 and the openings 43 in the / cylindrical viand 1 for the
Anstatt der gezeichneten stehenden Ausführung des iia ist es auch möglich,, ihn liegend anzuordnen* Öle das Skelett bildenden Rohre könnenf anstatt geradlinig zu verlaiafe« ^ ebenfalls schraubenliEiienförmig gewunden sein, wobei ier ilindungssinB dieser Rohre entgegengesetzt zu dem Jena gen- der Rohre 'öer Rohr zylinder #-*9 gemacht wird» Anstelle der gezeichneten Parallelschaltung aller Wärmeübertragungsrotoe ist es auch; mögliofo* das das Skelett bildenöe Rohrsystem und das die RohrzylInder bildende; Rohrsystem im Strom des tfarmeaufnehmenden Mediums in Reihe zu« schalten f und zwar das erstgenannte Rohrsystern, vor demInstead of the shown standing embodiment of IIa, it is also possible ,, to arrange it lying * oils the skeleton-forming tubes may f instead be wound in a straight line to verlaiafe «^ also schraubenliEiienförmig wherein ier ilindungssinB these tubes opposite to the Jena gene of the tubes' Oer Tube cylinder # - * 9 is made »Instead of the drawn parallel connection of all heat transfer rotoes it is also; possible the pipe system forming the skeleton and that forming the pipe cylinders; Pipe system in the flow of medium tfarmeaufnehmenden in series "switch f and that the former Rohrsystern before
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